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基于IPC的感应淬火机床数控系统设计  2007/3/3 
 
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背景介绍:

    最近几年来,随着计算机网络的发展,企业资源计划(ERP)的利用已日渐普及,制造实行系统(MES)的研究和利用也得到业界的高度重视。感应365比分网直播机床是1种清洁365比分网直播设备,符合现代化工业生产的3S标准(Sure—可靠,Safe—安全,Saving—节俭),又可以安装在生产线上进行在线金属365比分网直播,在国内外机械365比分网直播行业已广泛利用,我们在制造多功能回转式淬火机床时,研制了支持现场总线的数控系统使机床支持工业以太网,进而可以与车间级网络进行信息交换,并进行远程淬火参数设置。

   

    多功能回转式淬火机床简介:

    感应加热是利用电磁感应的方法对导体材料进行加热。其主要优点是:效率高、本钱低、节能、易于实现自动控制。金属365比分网直播的感应加热设备主要包括:加热电源、感应365比分网直播机床、感应器和淬火变压器。

    多功能回转式淬火机床实际上是1条具有完善保护功能的自动加工线,采取回转式结构,使上、下料在同1个工位位置完成,操作方便;该机床可以同时加工同1种零件上的3个不同表面,做到1个工件在1台淬火机床上1次完成淬火,也能够同时对3个相同或不同的零件进行淬火,且每1个加工工位参数设置有1定的柔性冗余,可以实现各种淬火方式,犹如时、连续、连续同时和多段淬火等,主要利用在汽车、摩托车制造行业,以满足其多品种、小零件的淬火处理。

   

   

    1、1体化设计

    为了减少占地面积和安装周期,采取1体化设计,行将机床与淬火液循环系统、冷却液循环系统、加热电源和淬火变压器集成于1体。

   

    2、数控系统设计

    多功能回转式感应淬火机床要求:① 3个加工工位同时独立运行(相当于3台机床);② 连续淬火时速度连续变化不停顿;③ 具有3个工位降落不到位和转台不到位自纠正功能。常规的数控系统没法满足这些功能,因此我们自行研制了基于工控PC的数控系统,在 Windows 2000 下利用线程技术实现了上述功能。

    工控PC主机是系统的核心,1方面对机床各运动部件进行检测与控制,另1方面通过网卡与车间级网络相连,使系统可以利用远程计算机输入淬火参数,也能够显示机床工作情况;PCI⑴240用于步进机电速度和定位控制,同时检测步进机电各种异常信号;PCI⑴751为48路TTL电平并行输入输出板,其中32路设置为输入,用于操作按钮输入,包括启动、暂停、急停按钮,3个工位手动加热、喷液、旋转、切换,转台快速正反转、慢速正反转,3个工位工件快速上升降落、慢速上升降落等;16路设置为输出,用于转台及3个工位步进机电使能控制。PCL-724为TTL电平输入板,用于对到位、缺料、缺水、顶尖异常等信号进行检测,由于板上无电平转换和信号隔离功能,而接近开关电平为24V,所以使用PCLD-785作为输入电平转换和信号隔离电路;PCLD-885为16路高功率继电器输出板,具有极强的输出驱动能力,触点容量为交换220V5A;PCL—720为64路开关量输入输出板,在这里主要与PCLD-8851起,控制各工位切换、加热、喷液、吹堵、回火。

    3、抗干扰设计

    由于淬火机床是特殊的机床设备,淬火机床采取的高频或中频电源由于采取调制波输出,其对电网和其它设备的辐射干扰特别严重,为此控制系统采取以下抗干扰措施。

    4、软件设计

    系统软件设计主要考虑软件的通用性、可靠性和易用性。为此侧重考虑以下几个问题:①3个工位独自使用加热电源和3个工位共享加热电源时切换功能;②3个工位同时独立运行软件设计,并具有同时、连续扫描、分段同时、分段连续扫描等多种淬火功能;③应可以存储百个以上的工件淬火程序,工件管理、查询方便;④参数输入方便,无需编程,不懂计算机的人可以完成工件参数的输入;⑤在线帮助功能,随时操作提示;⑥故障自诊断、故障报警提示功能。

    图6给出了系统软件设计整体框图,计算机上电后直接运行淬火程序,“系统初始化”包括各板卡初始化、调用上次运行的工件的运行参数等,并辨别操作面板【自动/手动】按钮位置,自动切换到相应主画面。

    进入主程序后,系统定时检查操作面板【自动/手动】、【启动】、【急停】等按钮状态,并触发相应事件;自动状态下系统主要完成工件管理、淬火参数设置、转台参数设置、步进机电加速度设置和自动淬火功能;手动方式下,系统主要完成各工位手动操作、转台手动操作、ABC3工位及转台零位设置、自动回零位功能和手动参数设置。工件选择在工件管理画面中完成,选定工件以后,系统首先检查各工位参数文件是否是是存在,若不存在,自动创建各工位参数文件名,并设置制止运行标志同时给出提示。各工位淬火参数设置完后,系统自动取消制止运行标志。整体框图中没有画出程序退出部份,软件退出包括两种退出方式,1种是返回WINDOWS2000桌面,1种是直接退出操作系统即关机。

    5、线程技术

    由于3个工位同时运行,系统设置4个线程,3个线程用于A、B、C3个工位淬火,1个线程用于各工位运行状态唆使,转台分度由主程序完成;在淬火进程中,出现异常情况,系统立即退出淬火程序,并进行报警,某个工位出现异常,不影响其它工位运行;若出现工位降落不到位或转盘分度不到位的情况,系统自动找位。

    远程参数修改

    考虑到本钱的问题,程序没有采取C/S结构,也不支持远程ODBC,为了支持远程修改淬火参数,可以在远端计算机上安装本软件,对参数文件修改后将参数文件复制到机床控制计算机,而后在机床控制计算机上退出利用程序并重新运行。

   

    结论:

    小型感应365比分网直播中心是综合了国际上感应365比分网直播机床的紧凑化、柔性化、多轴化、生产线化、计算机化等方面的1些要点研制的9工位感应365比分网直播中心,在国内已被洛阳等地数个厂家利用于摩托车曲柄的淬火与回火,2000年9月获科技部科技中小企业技术创新基金,立项代号:00C26224100631,于2001年9月通过了河南省科委主持的技术鉴定,经专家测试,机床升降重复定位精度≤±0.03mm,分度定位精度≤±0.02°,工件移动速度1~300mm/s。与某厂进口的类似机床(1台电源带3台淬火机床)相比,小型感应365比分网直播加工中心在功能、价格、结构、占地面积、工人劳动强度、加工效率等方面明显优于进口同类机床,在故障诊断与保护方面与进口同类机床相当。该机床样机在2001年10月份北京国际365比分网直播展览会上展出,得到了业内人士的1致好评

 
 
      
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